KR20110016060A - 홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 증가시키는 방법 - Google Patents
홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 증가시키는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 홍삼의 주근과 지근은 0.5~1cm, 세근은 2cm 내외로 잘라 주근, 지근, 세근을 7:2:1의 중량비로 물이 들어 있는 추출기에 넣고 특정 온도에서 일정 시간 가열하는 것을 특징으로 하는 홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 증가시키는 방법에 관한 것이다.
홍삼 물 추출액, 진세노사이드 함량, 총 당, 당도, 탁도, 색도
Description
본 발명은 홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 증가시키는 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로, 홍삼의 주근과 지근은 0.5~1cm, 세근은 2cm 내외로 잘라 주근, 지근, 세근을 7:2:1의 중량비로 물이 들어 있는 추출기에 넣고 특정 온도에서 일정 시간 가열하는 것을 특징으로 하는 홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 증가시키는 방법에 관한 것이다.
국민소득의 향상과 노인인구가 급증하면서 건강보조식품인 인삼 제품의 소비가 증가 추세이다. 최근의 인삼의 건강보조식품은 여러 형태로 유통되고 있으나 그 중에서 소비자가 간편하게 복용할 수 있는 인삼추출액(파우치)의 소비가 증대되고 있다 (Kim et al. 2007. Journal of Life Science 17: 1394-1399).
홍삼은 대부분이 고온에서 장시간 추출하여 복용하고 있으나 추출온도와 추출시간이 정립되지 않았다. 따라서 홍삼추출액을 생산하는 대부분의 가내 생산업자도 경험이나 다른 생산자로부터 정보를 얻어 생산하고 있는 실정이다.
홍삼추출물의 사포닌 및 일반성분의 함량에 미치는 추출방법에 관한 연구는 다양하다. 추출횟수와 성분 조성 (Choi et al. 1980. Korean J. Ginseng Sci. 4: 88-95); 열처리와 색상변화 (Choi et al. 1980. Korean J. Ginseng Sci. 4: 165-174); 에탄올의 농도와 사포닌 함량 (Sung et al. 1985. Korean J. Food Sci. Technol. 17: 227-231); 추출온도 및 시간과 사포닌 함량 (Yang et al. 2006. Kor. J. Pharmacogn. 37: 217-220); 추출용매, 온도, 횟수와 물리적 성질 (Sung et al. 1986. Korean J. Food Sci. Technol. 18: 241-244); 고온 열처리와 이화학적 특성 (Kwak et al. 2008. J. Ginseng Res. 32: 120-126); pH 및 고온처리와 사포닌 함량 (Choi et al. 2008. J. Ginseng Res. 32: 127-134) 등이 보고되었다.
인삼의 효능은 사포닌의 종류에 따라 항 당뇨 (Yokozawa et al. 1985. Chem. Pharm. Bull. 33: 869-872), 항 스트레스 (Jung et al. 2005. The Journal of Applied Pharmacology 13: 165-173), 항산화 (Cho et al. 2006. Eur. J. Pharmacol. 550: 173-179), 항암 (Lee et al. 2009. Biosci. Biotechnol. Biochem. 73: 811-816), 간 기능 보호 (Lee et al. 2005. Biol. Pharm. Bull. 28: 1992-1994), 항피로 (Tang et al. 2008. Biol. Pharm. Bull. 31: 2024-2027), 노화방지 (Cheng et al. 2005. Acta Pharmacol Sin. 26: 143-149) 등이 있다. 암 예방, 암세포 생장억제 작용을 하는 prosapogenin의 함량은 82℃, 93℃에서 48시간 추출한 홍삼액에서 함량이 많았으나 혈당강하 성분인 Re는 24시간 추출한 홍삼액에서 가장 높았다 (Yang et al. 2006. Kor. J. Pharmacogn. 37: 217-220).
이와 같이 사포닌 종류별 함량은 추출 온도 및 시간에 따라 크게 차이가 있으므로 복용하는 목적에 따라 제조방법을 달리해야 될 것으로 생각한다.
한국특허등록 제0899837호에는 진세노사이드 Rg1 또는 Rg3 를 고농도 함유하는 인삼 또는 홍삼 추출물 및 이의 제조방법이 개시되어 있으며, 한국특허등록 제0762965호에는 생리활성 성분 Rb1, Rb2, Rc 및 Rd의 함량이 증가된 인삼 추출물의 제조방법이 개시되어 있으며, 한국특허공개 제2007-0114334호에는 압출성형 팽화 및 발효에 의한 기호성과 우수한 사포닌함량이 증가된 홍삼액과 산삼배양근액의 제조방법이 개시되어 있으며, 한국특허등록 제0872158호에는 볶음 및 발효에 의한 유효성분이 증가된 홍삼액과 산삼배양근액의 제조방법이 개시되어 있으며, 한국특허공개 제2006-0130519호에는 9회 증숙, 9회 동결건조에 의하여 진세노사이드류의 함량을 증가시킨 홍삼의 제조방법 및 이 방법에 의하여 제조된 홍삼이 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명은 홍삼의 물 추출액의 사포닌(진세노사이드) 함량을 높이고 품질을 증진시키기 위한 적절한 추출 조건을 확립하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 홍삼의 주근과 지근은 0.5~1cm, 세근은 2cm 내외로 잘라 주근, 지근, 세근을 7:2:1의 중량비로 물이 들어 있는 추출기에 넣고 특정 온도에서 일정 시간 가열하는 것을 특징으로 하는 홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 증가시키는 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 높이고, 품질을 증진시킬 수 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 홍삼의 주근과 지근은 0.5~1cm, 세근은 2cm 내외로 잘라 주근, 지근, 세근을 7:2:1의 중량비로 물이 들어 있는 추출기에 넣고 74~76℃에서 가열하는 것을 특징으로 하는 홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 증가시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 방법에서, 세근은 2cm 내외로 자르는데, 예를 들면, 1~3cm, 바람직하게는 1.5~2.5cm, 더욱 바람직하게는 2cm로 절단할 수 있으며, 동체, 지근, 세 근을 7:2:1의 중량비로 1kg 정량하여 20ℓ의 생수가 들어 있는 50ℓ의 추출기에 넣고 열수 추출을 한다. 추출 온도 및 추출 시간은 진세노사이드 종류에 따라 상이하다. 총 진세노사이드의 최대 추출 조건은 74~76℃에서 17~19시간일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 75℃에서 18시간일 수 있다.
진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Re 또는 Rg1 의 최대 추출 조건은 74~76℃에서 11~13시간일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 75℃에서 12시간일 수 있다.
진세노사이드 Rf, Rg2, Rg3 또는 Rh1 의 최대 추출 조건은 74~76℃에서 28~32시간일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 75℃에서 30시간일 수 있다.
본 발명은 또한, 홍삼의 주근과 지근은 0.5~1cm, 세근은 2cm 내외로 잘라 주근, 지근, 세근을 7:2:1의 중량비로 물이 들어 있는 추출기에 넣고 84~86℃에서 가열하는 것을 특징으로 하는 홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 증가시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 방법에서, 세근은 2cm 내외로 자르는데, 예를 들면, 1~3cm, 바람직하게는 1.5~2.5cm, 더욱 바람직하게는 2cm로 절단할 수 있으며, 동체, 지근, 세근을 7:2:1의 중량비로 1kg 정량하여 20ℓ의 생수가 들어 있는 50ℓ의 추출기에 넣고 열수 추출을 한다. 추출 온도 및 추출 시간은 진세노사이드 종류에 따라 상이하다. 총 진세노사이드의 최대 추출 조건은 84~86℃에서 5~7시간일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 85℃에서 6시간일 수 있다.
진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re 또는 Rg1 의 최대 추출 조건은 84~86℃에 서 5~7시간일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 85℃에서 6시간일 수 있다.
진세노사이드 Rf, Rg2 또는 Rh1 의 최대 추출 조건은 84~86℃에서 17~19시간일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 85℃에서 18시간일 수 있다.
본 발명은 또한, 홍삼의 주근과 지근은 0.5~1cm, 세근은 2cm 내외로 잘라 주근, 지근, 세근을 7:2:1의 중량비로 물이 들어 있는 추출기에 넣고 94~96℃에서 가열하는 것을 특징으로 하는 홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 증가시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 방법에서, 세근은 2cm 내외로 자르는데, 예를 들면, 1~3cm, 바람직하게는 1.5~2.5cm, 더욱 바람직하게는 2cm로 절단할 수 있으며, 동체, 지근, 세근을 7:2:1의 중량비로 1kg 정량하여 20ℓ의 생수가 들어 있는 50ℓ의 추출기에 넣고 열수 추출을 한다. 추출 온도 및 추출 시간은 진세노사이드 종류에 따라 상이하다. 총 진세노사이드의 최대 추출 조건은 94~96℃에서 5~7시간일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 95℃에서 6시간일 수 있다.
진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rd, Rf, Rg2, Rg3 또는 Rh1 의 최대 추출 조건은 94~96℃에서 5~7시간일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 95℃에서 6시간일 수 있다.
본 발명은 또한, 홍삼의 주근과 지근은 0.5~1cm, 세근은 2cm 내외로 잘라 주근, 지근, 세근을 7:2:1의 중량비로 물이 들어 있는 추출기에 넣고 74~76℃에서 17~19시간 가열하여 홍삼 물 추출액을 얻는 제1단계; 및
상기 홍삼 물 추출액을 94~96℃에서 가열하는 제2단계로 이루어지는 홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 증가시키고 품질을 증진시키는 방법을 제공한다.
상기 방법은 더욱 바람직하게는, 홍삼의 주근과 지근은 0.5~1cm, 세근은 2cm 내외로 잘라 주근, 지근, 세근을 7:2:1의 중량비로 물이 들어 있는 추출기에 넣고 75℃에서 18시간 가열하여 홍삼 물 추출액을 얻는 제1단계; 및
상기 홍삼 물 추출액을 95℃에서 가열하는 제2단계로 이루어질 수 있다.
본 발명의 방법은 홍삼 물 추출액을 제조할 때, 1차 추출에서는 온도를 낮게 하여 진세노사이드의 함량을 높이고, 2차 추출에서는 온도를 높게 하여 홍삼 물 추출액의 품질을 높이는 것이다. 추출액의 총 당 함량, 탁도, 당도는 추출온도가 높을수록, 추출시간이 길어질수록 증가하였다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
재료 및 방법
홍삼 재료
본 발명에 사용한 홍삼은 5년근 원료 수삼을 세척하여 사판에 배열한 후 증숙(97℃, 3시간)→1차 건조(60±5℃)→2차 건조(50±5℃)→일광 건조하여 원형 홍삼으로 제조하였으며 홍삼의 특성은 표 1과 같다.
표 1. 본 발명에 이용된 홍삼의 특성
주근, 지근의 평균 근장은 각각 13.20cm, 6.38cm, 주근, 지근, 세근의 평균 근 직경은 각각 13.70mm, 6.32mm, 2.19mm 이었으며, 주근 및 지근 측면의 Hue 값은 각각 70.08, 62.95°이었다.
홍삼액
추출
홍삼의 주근과 지근은 0.5~1cm, 세근은 2cm 내외로 잘라 주근, 지근, 세근을 7:2:1 비율로 1kg을 정량하여 면 주머니에 넣은 다음 20ℓ의 생수가 들어있는 인삼 추출기(용남산업 50ℓ용)에 넣고 75℃, 85℃, 95℃에서 가열하면서 6, 12, 18, 24, 30, 36시간 별로 500ml의 추출액을 채취하였다.
진세노사이드
함량 분석
진세노사이드 분석은 고속액체 크로마토그래피법으로 분석하였으며 분석방법은 Hu 등(2008. Food Sci. Biotechnol. 17: 430-433)과 같다.
총 당
, 당도, 탁도,
pH
및 색도 측정
홍삼 추출액의 총 당 함량은 DNS법 (Miller, G. L. 1959. Analytical Chemistry 31: 426-428)으로 글루코스를 정량하여 추출액의 발색량을 분광광도계로 546nm에서 측정하였다. 당도는 PR-100(Atago. Japan)을 이용하여 Brix를 측정하였다. 탁도는 UV Spectrophotometer(DU 730; Beckman Culter)를 이용하여 490nm에서 투과도(T %)를 측정하여 탁도[(100-T) %]로 표시하였다. pH는 MP 220(Mettler Korea)을 이용하여 측정하였다.
색도는 Spectrophotometer(CM-2600d, Konica minolta)를 이용하여 명도(L), 적색도(a) 및 황색도(b) 등을 측정하였고, Hue 값을 아래의 공식으로 산출하였다.
Hue value(°)=[Tan-1(b/a 2π)]/360, Red=0, Yellow=90, Green(Lime)=180, Blue=270
실시예
1: 추출 온도 및 시간에 따른 홍삼 추출액의 사포닌 함량
추출온도 75℃, 85℃, 95℃에서 6시간 간격으로 추출한 홍삼 추출액의 총 사포닌 및 주요 진세노사이드 함량의 변화는 도 1 및 표 2와 같다.
표 2. 다양한 추출 시간 및 온도에 따라 추출된 홍삼 물 추출액의 진세노사이드 함량
75℃에서 18시간 추출한 홍삼액의 총 사포닌 함량은 64.6mg/100ml로 최고 함량을 나타냈고, 36시간 추출한 용액은 45.5mg/100ml로 크게 감소하였다. 85℃와 95 ℃에서는 6시간 추출한 홍삼액의 총 사포닌 함량은 각각 58.1mg/100ml, 33.9mg/100ml로 최고 함량을 나타냈으며 추출시간이 길어질수록 계속 감소하였다. 이상과 같이 홍삼 추출액의 총 사포닌 최대 함량은 저온인 75℃에서 18시간 추출하였을 때 최고의 농도를 나타냈다.
항 당뇨작용을 나타내는 Rb2와 Re의 함량은 75℃에서는 12시간 추출한 홍삼액이 11.8mg/100ml로 가장 많았고 추출시간이 증가할수록 급격히 감소하였다. 85℃에서 6시간 추출한 홍삼액의 Rb2와 Re의 함량은 8.9mg/100ml이고 30시간 이후에는 검출되지 않았다. 95℃에서 6시간 추출한 홍삼액의 Rb2의 함량은 0.3mg/100ml이고 그 이후에는 검출되지 않았으며, Re는 6시간 추출액에서도 검출되지 않았다.
홍삼의 특유성분으로 항암 및 암 전이 억제활성을 나타내는 prosapogenin (진세노사이드 Rg2, Rg3, Rh1, Rh2)의 총량은 75℃에서 30시간 추출한 홍삼액이 33.7mg/100ml로 추출시간이 길어질수록 함량도 증가하였다. 85℃에서 24시간 추출한 홍삼액은 34.9mg/100ml로 가장 많았고, 95℃에서 6시간 추출한 홍삼액은 29.2mg/100ml로 감소하였다. Prosapogenin의 함량은 75℃와 85℃에서는 추출 시간이 길어짐에 따라 증가하는 경향이었으나 95℃에서는 반대로 감소하는 경향이었다.
진세노사이드 Rb1, Rc, Rd, Rg1은 75℃에서는 12시간 (Rd는 18시간) 추출한 홍삼액에서 함량이 가장 많았고 추출 시간이 길어짐에 따라 감소하였다. 85℃에서는 6시간 추출한 홍삼액에서 함량이 가장 많았고, 30시간 이상에서는 검출되지 않 았으며, 95℃에서 6시간 추출액에서 Rg1은 검출되지 않았고, Rb1, Rc, Rd는 극소량이 검출되었지만 그 이후는 검출되지 않았다. Rf의 함량은 75℃에서 30시간, 85℃에서 18시간, 95℃에서 6시간 추출한 홍삼액이 가장 많았다.
PD/PT비는 추출 온도 및 시간에 관계없이 PD계 사포닌이 PT계 사포닌보다 많았는데, 85℃ 36시간, 95℃ 24시간, 30시간, 36시간 추출액에서는 2배 이상 많았다. 75℃에서는 6시간 추출액이 1.9로 가장 높았고 추출 시간이 길어짐에 따라 감소하였으나, 85℃에서는 일정한 경향이 없었으며, 95℃에서는 12시간 추출액에서 약간 감소하다가 그 뒤로 36시간 추출시까지 계속 증가하였다.
본 발명에서 홍삼 추출액의 진세노사이드의 총량은 75℃에서 18시간 추출액에서 가장 많았고 85℃, 95℃에서는 감소하였으며 시간이 길어질수록 추출 온도와 관계없이 감소하였다. 이러한 결과는 PD계의 Rb1, Rb2, Rc, Rd 및 PT계의 Re, Rg1이 급격히 감소하였기 때문이다. 그러나 Rg2, Rg3, Rh1 등 prosapogenin 함량은 85℃에서 가장 높은 함량을 나타냈다.
실시예
2: 온도 및 시간에 따른 홍삼 추출액의 이화학적 특성
추출 온도 및 시간에 따른 홍삼 추출액의 총 당 함량, 당도, 탁도, pH 및 색도의 변화는 도 2 및 표 3과 같다.
표 3. 다양한 추출 시간 및 온도에 따라 추출된 홍삼 물 추출액의 Hue 값의 변화
홍삼 추출액의 총 당은 75, 85, 95℃에서 각각 30, 36, 30시간 추출한 용액에서 가장 많았으며, 고온에서 오래 추출하는 것이 총 당 함량을 증가시켰다. 당도는 75, 85℃에서 18시간, 95℃에서 24시간 추출한 용액이 각각 2.9, 3.2, 4.0%로 고온에서 추출하는 것이 당도를 증가시켰다. 탁도는 75, 85, 95℃에서 30시간 추출 한 용액이 각각 98.8, 99.7, 100.0%로 가장 많아 고온에서 오래 추출하는 것이 탁도를 증가시켰다. pH는 75, 85, 95℃에서 6시간 추출한 용액이 각각 5.1, 4.9, 4.7로 가장 높았고 추출 시간이 길어질수록 낮아졌다.
홍삼 추출액의 Hue 값은 75℃에서 6시간 추출한 홍삼액이 102.34, 36시간 추출액은 62.46°로 추출 시간이 길어질수록 Hue 값이 감소하였다. 85℃와 95℃에서도 추출 시간이 길어질수록 Hue 값이 감소하는 경향이었다. Hue 값은 90이 황색이고 0이 적색이므로 추출 시간이 길어짐에 따라 색이 짙어졌다.
이상과 같이 추출 온도와 추출 시간에 따라 총 사포닌 및 개별 사포닌의 함량, 이화학적 특성이 매우 다양하게 나타났다. 혈당강하 기능이 있는 Rb2와 Re는 저온에서 추출량이 많았으나 항암 및 암전이 억제활성을 나타내는 prosapogenin의 함량은 75℃보다 높은 85℃에서 함량이 증가하므로 응용하는 목적에 따라 제조방법을 달리하여야 할 것이다.
한편, 총 당 함량과 당도는 95℃의 높은 온도에서 오래 추출할수록 함량이 증가하였는데 쓴맛에 대해 거부감이 있는 소비자에게는 유리할 것이다. 따라서 인삼추출액(파우치제품)을 제조할 때 사포닌의 함량을 높이기 위해서는 1차 추출에서 추출온도를 낮게 하고 맛을 증진하기 위하여 2차 추출에서는 고온에서 추출하여 혼합하는 방법이 좋을 것으로 생각된다.
도 1은 추출 시간 및 온도에 따른 홍삼 물 추출액(RGWE)의 총 진세노사이드 함량의 변화를 보여준다.
도 2는 추출 시간 및 온도에 따른 홍삼 물 추출액의 총 당(A), 당도(B), 탁도(C) 및 pH(D)의 변화를 보여준다.
Claims (12)
- 홍삼의 주근과 지근은 0.5~1cm, 세근은 2cm 내외로 잘라 주근, 지근, 세근을 7:2:1의 중량비로 물이 들어 있는 추출기에 넣고 74~76℃에서 가열하는 것을 특징으로 하는 홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 증가시키는 방법.
- 제1항에 있어서, 74~76℃에서 17~19시간 가열하여 총 진세노사이드 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 74~76℃에서 11~13시간 가열하여 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Re 또는 Rg1 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 74~76℃에서 28~32시간 가열하여 진세노사이드 Rf, Rg2, Rg3 또는 Rh1 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 홍삼의 주근과 지근은 0.5~1cm, 세근은 2cm 내외로 잘라 주근, 지근, 세근을 7:2:1의 중량비로 물이 들어 있는 추출기에 넣고 84~86℃에서 가열하는 것을 특징으로 하는 홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 증가시키는 방법.
- 제5항에 있어서, 84~86℃에서 5~7시간 가열하여 총 진세노사이드 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서, 84~86℃에서 5~7시간 가열하여 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re 또는 Rg1 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서, 84~86℃에서 17~19시간 가열하여 진세노사이드 Rf, Rg2 또는 Rh1 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 홍삼의 주근과 지근은 0.5~1cm, 세근은 2cm 내외로 잘라 주근, 지근, 세근을 7:2:1의 중량비로 물이 들어 있는 추출기에 넣고 94~96℃에서 가열하는 것을 특징으로 하는 홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 증가시키는 방법.
- 제9항에 있어서, 94~96℃에서 5~7시간 가열하여 총 진세노사이드 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제9항에 있어서, 94~96℃에서 5~7시간 가열하여 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rd, Rf, Rg2, Rg3 또는 Rh1 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
- 홍삼의 주근과 지근은 0.5~1cm, 세근은 2cm 내외로 잘라 주근, 지근, 세근을 7:2:1의 중량비로 물이 들어 있는 추출기에 넣고 74~76℃에서 17~19시간 가열하여 홍삼 물 추출액을 얻는 제1단계; 및상기 홍삼 물 추출액을 94~96℃에서 가열하는 제2단계로 이루어지는 홍삼 물 추출액 내의 진세노사이드 함량을 증가시키고 품질을 증진시키는 방법.
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